華僑網 科技教育 軌道大氣密度探測試驗衛星,為何採用奇特的球形?

軌道大氣密度探測試驗衛星,為何採用奇特的球形?

據國家空間科學中心網站消息,7月27日12時12分,中國科學院研製的“力箭一號”運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射,將“軌道大氣密度探測試驗衛星”等六顆衛星成功送入預定軌道,發射任務圓滿成功。其中,“軌道大氣密度探測試驗衛星”由中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣重點實驗室(以下簡稱“天氣室”)和中國科學院上海微小衛星創新研究院聯合研製。

“軌道大氣密度探測試驗衛星”面向高精度大氣探測預報的難題,採用大氣密度反演的方法,同時考慮發射的要求,將衛星設計成一個質量36kg,直徑60cm輕質球形衛星,衛星搭載了兩台GNSS接收機,並裝有激光角反射器,可以用於精密定軌及大氣密度反演。

圖1 軌道大氣密度探測試驗衛星實物圖

傳統的大氣密度反演方法對衛星的運行姿態要求較高,為了得到高精度的大氣密度,必須準確掌握衛星面質比及阻尼係數的變化。形狀不規則的衛星,其迎風面積和衛星表面的阻尼係數都隨時間變化,這給大氣密度反演造成了一定的困難。球形衛星構型簡潔,具有確定的面質比,不僅可以顯著降低各項參數變化對大氣密度反演的影響,而且衛星可以不必進行頻繁的姿態調整,因此對姿控系統的要求也大大降低,可以顯著降低衛星製造的成本。

衛星入軌後,天氣室將利用搭載的GNSS接收機數據反演探測大氣密度,預期將有效提升大氣密度的反演精度,為大氣密度動態修正奠定數據基礎,在航天飛行器軌道預報、碰撞預警等對大氣密度精度有很高要求的應用領域提供有效支持。

圖2 軌道大氣密度探測試驗衛星效果圖

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